Збірка молекули РНК з нуклеотидів відбувається під дією РНК-полімерази. Цей фермент представляє собою великий білок, що володіє цілим рядом властивостей, необхідних на різних стадіях синтезу молекули РНК.
1. На ланцюга ДНК на самому початку кожного гена лежить нуклеотиднихпослідовність, звана промоутером. Фермент РНК-полімераза несе ділянки розпізнавання і комплементарного зв'язування з промоутером. Зв'язування даного ферменту з цією ділянкою необхідно для запуску зборки молекули РНК.
2. Після зв'язування з промоутером РНК-полімераза розплітає спіраль ДНК на ділянці, що займає приблизно два витка, що призводить до розбіжності ланцюгів ДНК на цій ділянці.
3. РНК-полімераза починає просуватися по ланцюгу ДНК, викликаючи тимчасове розплітання і розбіжність двох її ланцюгів. У міру цього руху на кожній його стадії до кінця зростаючої ланцюга РНК додається новий активоване нуклеотид. Цей процес проходить наступним чином:
а) спочатку між азотистих основ кінцевого нуклеотиду ДНК і азотистих основ нуклеотиду РНК, що надходить з каріоплазми, утворюється воднева зв'язок;
б) потім РНК-полімераза послідовно отщепляет по двафосфату від кожного нуклеотиду РНК, вивільняючи при розриві макроергічних фосфатних зв'язків велику кількість енергії, яка відразу йде на освіту ковалентного зв'язку між рештою фосфатом нуклеотиду РНК і кінцевий рибоза зростаючої ланцюга РНК;
в) коли РНК-полімераза доходить по ланцюгу ДНК до кінця гена, вона вступає у взаємодію з послідовністю нуклеотидів, яку називають термінірующего послідовністю; в результаті цієї взаємодіїРНК-полімераза і новосинтезованих молекула РНК відриваються від ланцюга ДНК. Після цього РНК-полімераза може знову використовуватися для синтезу нових молекул РНК;
г) слабкі водневі зв'язки між новосинтезованих молекулою РНК і матрицею ДНК рвуться, а зв'язок між комплементарними ланцюгами ДНК відновлюється, оскільки спорідненість між ними вища, ніж між ДНК і РНК. Таким чином, ланцюг РНК відділяється від ДНК, залишаючись поки в кариоплазме.
Таким чином генетичний код, « записаний »На ДНК, комплементарно переноситься на ланцюг РНК. При цьому рибонуклеотиди можуть утворювати з дезоксірібонуклеотідамі тільки наступні комбінації.
Види і типи РНК клітин
Існують три типи РНК, Кожен з яких виконує свою особливу роль у синтезі білка.
1. Матрична РНК переносить генетичний код з ядра в цитоплазму, визначаючи таким чином синтез різноманітних білків.
2. Транспортна РНК переносить активовані амінокислоти до рибосомам для синтезу поліпептидних молекул.
3. Хвороби в комплексі приблизно з 75 різними білками формує рибосоми - клітинні органели, на яких відбувається складання поліпептидних молекул.
Матрична РНК являє собою довгу одноланцюжкові молекулу, присутню в цитоплазмі. Ця молекула РНК містить від декількох сотень до декількох тисяч нуклео-тідов РНК, що утворюють кодони, суворо комплементарні триплетів ДНК.
Ще один тип РНК, Що грає найважливішу роль у синтезі білка, називають транспортної РНК, оскільки він транспортує амінокислоти до будується молекулі білка. Кожна транспортна РНК специфічно зв'язується тільки з однією з 20 амінокислот, що складають білкові молекули. Транспортні РНК діють як переносники специфічних амінокислот, доставляючи їх до рибосомам, на яких відбувається складання поліпептидних молекул.
Кожна специфічна транспортна РНК розпізнає «свій» кодон матричної РНК, дали на рибосоме, і доставляє відповідну амінокислоту на відповідну позицію в синтезується поліпептидного ланцюга.
Ланцюг транспортної РНК набагато коротше матричної РНК, містить всього близько 80 нуклеотидів і упакована в формі конюшини. На одному кінці транспортної РНК завжди знаходиться аденозинмонофосфат (АМФ), до якого через гідроксильну групу рибози прикріплюється транспортується амінокислота.
Транспортні РНК служать для прикріплення специфічних амінокислот до споруджуваної полипептидной молекулі, тому необхідно, щоб кожна транспортна РНК володіла специфічністю і відносно відповідних кодонів матричної РНК. Код, за допомогою якого транспортна РНК розпізнає відповідний кодон на матричної РНК, також є триплетом і його називають антикодоном. Антикодон розташовується приблизно посередині молекули транспортної РНК.
Під час синтезу білка азотисті основи антикодону транспортної РНК прикріплюються за допомогою водневих зв'язків до азотистим підставах кодону матричної РНК. Таким чином, на матричної РНК шикуються в певному порядку одна за одною різні амінокислоти, формуючи відповідну амінокислотну послідовність синтезованого білка.